package com.haoyu.number.stack;

/**
 * @author 蒿雨
 * @create 2021-11-07 17:37
 */
public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        //根据前面老师的思路，完成表达式的运算
        //如何处理多位数
        String expression = "50*20-12-10*20-30*25";
        //创建两个栈，一个数栈，一个符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        //定义相关变量（上升作用域）
        int index = 0;//用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        String keppNum = "";
        char ch = ' ';//将每次扫描得到的char保存到ch
        //开始用while循环扫描expression
        while (true) {
            //依次得到expression的每一个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            //判断ch是什么，然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)) {//如果是运算符
                //判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    //处理
                    //如果符号栈有操作符，就进行比较，
                    // 如果当前的操作符的优先级小于或者等于栈中的操作符，
                    // 就需要从数栈中pop出两个数，再从符号栈中pop出一个符号，
                    // 进行运算，将得到的结果入数栈，然后将当前的操作符入符号栈
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //把运算的结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        //然后把当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        //如果当前操作符的优先级大于栈中的操作符
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    //如果为空，直接入栈
                    operStack.push(ch);
                }
            } else {
                //如果是数数字
                //numStack.push(ch - 48);//ascm表
                //处理多位数时，不能发现时一个数就立即入栈
                //在处理时，需要向expression的表达式后面在看一位，是数接着扫，是符号入栈
                //定义一个字符转变量，用于拼接
                keppNum += ch;
                //如果ch已经是最后一位了，直接入栈
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.valueOf(keppNum));
                } else {
                    if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
                        //判断下一个字符是不是数字，如果是数字，就继续扫
                        numStack.push(Integer.valueOf(keppNum));
                        //清空！！！
                        keppNum = "";
                    }
                }
            }
            //让index+1,并判断是否扫描到expression最后
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        //就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运算
        while (true) {
            //如果符号栈为空，则计算到最后结果，数栈中只有一个数字
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);
        }
        System.out.printf("表达式是%s=%d", expression, numStack.pop());


    }
}

//先创建一个栈，直接使用前面创建好的
//定义一个类，表示栈结构，需要扩展功能
class ArrayStack2 {
    private int maxSize;//栈的最大容量
    private int[] stack;//数组模拟栈，数据就放在该数组中
    private int top = -1;//栈顶，初始化-1

    //构造器
    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    //栈满
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    //判断栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    //入栈-push
    public void push(int value) {
        //先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    //出栈,将栈顶的数据返回
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空了");
            throw new RuntimeException("栈空，没有数据");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    //显示栈的情况,遍历时，需要从栈顶开始显示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("没有数据，无法遍历");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    //返回运算符的优先级，优先级是程序员来定的，优先级使用数字表示
    //数字越大，则优先级就越高
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;//假定目前表达式周有加减乘除
        }
    }

    //判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }

    //增加一个方法，可以返回当前栈顶的值，但是不是真正的pop
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    //计算方法
    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;//用于存放计算的结果
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num2 + num1;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;
                break;
            case '*':
                res = num2 * num1;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
        }
        return res;
    }

}
